技术领域
[0001] 本
发明涉及工业控制设备技术领域，特别是涉及一种结构紧凑的工控机。
背景技术
[0002] 为了使
服务器机箱保持适当的尺寸以方便放在
机架上与机架上的螺孔配合固定，美国
电子工业协会(EIA)制定了一种表示服务器外部尺寸的单位U，1U＝44.45mm＝1.75英寸，并且规定服务器的厚度以1U为基本单位，2U则是88.9mm＝3.5英寸。
[0003] 乘客信息系统：Passenger Information System，简称PIS，是基于多媒体网络技术，以
计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。随着
铁路PIS应用和铁路安全系统应用的不断提升，车站和车载中心设备也不断增多，而设备总的安装空间是有限的。因此，小体积，
接口功能丰富，且易扩展的功能设备越来越受到铁路采购商的青睐。
[0004] 然而，一般只有3U高度以上设备才能满足铁路客户的性能、接口和扩展需求，但是3U高度以上的设备满足不了有限空间内安装日益增多的设备的需求。而2U设备因为空间有限，接口和可扩展功能少、且拆装不便。
发明内容
[0005] 基于此，有必要针对问题，提供一种结构紧凑、接口功能多的工控机。
[0006] 一种工控机，包括
箱体机构、盖板机构、
背板机构、
主板机构、电源机构、
电池机构及扩展盒机构；所述主板机构内置于所述箱体机构、盖板机构及背板机构围设的空间内；所述主板机构包括核心板、及与核心板平行设置的接口扩展板；所述核心板远离背板机构的一端设置基本接口组，所述接口扩展板远离背板机构的一端设置扩展接口组；所述电源机构、电池机构及扩展盒机构均插拔连接所述箱体机构远离背板机构的一端，该扩展盒机构包括扩展板、及连接扩展板的
扩展卡和
硬盘盒。
[0007] 本发明的工控机通过核心板上的基本接口组、接口扩展板上的扩展接口组，从而提供了丰富的IO接口；通过设置扩展板及扩展卡，扩展方便、配置灵活；而且，所有接口及扩展设置于同一侧，操作方便。本工控机拆装方便、满足小空间安装需求。
[0008] 在其中一个
实施例中，所述核心板靠近盖板机构的的一侧设有内存插槽，另一侧设有插槽组；所述箱体机构包括箱体本体、内存卡盖及扩展卡盖；所述内存卡盖靠近内存插槽设置，所述扩展卡盖靠近插槽组设置。
[0009] 在其中一个实施例中，所述箱体机构包括滑道板、电池卡盖及拨码
开关卡盖；所述主板机构还包括电池及拨码开关；所述电池卡盖用于固定电池，所述拨码开关卡盖对应拨码开关设置；所述电源机构、电池机构及扩展盒机构均滑设于对应的滑道板。
[0010] 在其中一个实施例中，所述主板机构还包括连接所述核心板的处理器、及连接处理器的导热柱；所述盖板机构包括通
风盖板及连接
通风盖板的
散热盖板；所述通风盖板设置于扩展盒机构上方，所述散热盖板连接所述导热柱。
[0011] 在其中一个实施例中，所述电源机构插拔连接箱体机构；所述电源机构靠近背板机构的一端设有导向孔，另一端设置电源把手。
[0012] 在其中一个实施例中，所述电池机构插拔连接箱体机构；所述电池机构靠近背板机构的一端设有导槽，另一端设置电池把手。
[0013] 在其中一个实施例中，所述背板机构包括背板及连接背板的导向销；所述导向销对应连接所述电源机构、电池机构、及扩展盒机构。
[0014] 在其中一个实施例中，所述背板机构还包括第一电源连接器、第二电源连接器、第一
信号传输器、及第二
信号传输器；所述第一电源连接器连接所述背板与电源机构；所述第二电源连接器连接所述背板与电池机构；所述第一信号传输器连接所述背板与主板机构，所述第二信号传输器连接所述背板与扩展盒机构。
[0015] 在其中一个实施例中，所述扩展盒机构还包括扩展盒本体及卡
块；所述卡块的一端连接扩展盒本体，另一端连接所述扩展卡。
[0016] 在其中一个实施例中，所述主板机构还包括
定位柱及信号连接件；所述定位柱的两端分别连接所述核心板与接口扩展板，所述核心板与接口扩展板通过信号连接件实现信号连接。
附图说明
[0017] 图1为本发明的一实施例的工控机的组装结构示意图；
[0018] 图2为图1工控机除盖板机构外的结构示意图；
[0019] 图3为图1工控机中箱体机构的结构示意图；
[0020] 图4为图1工控机中箱体机构及背板机构的结构示意图；
[0021] 图5为图1工控机中主板机构的结构示意图；
[0022] 图6为图5工控机中主板机构另一
角度的结构示意图；
[0023] 图7为图1工控机中扩展盒机构的结构示意图。
[0024] 附图标注说明：
[0025] 工控机100；
[0026] 箱体机构10、箱体本体11、内存卡盖12、扩展卡盖13、滑道板14、电池卡盖15、拨码开关卡盖16、箱体把手17；
[0027] 盖板机构20、通风盖板21、散热盖板22、背板机构30、背板31、导向销32、第一电源连接器33、第二电源连接器34、第一信号传输器35、第二信号传输器36；
[0028] 主板机构40、核心板41、接口扩展板42、基本接口组43、扩展接口组44、定位柱45、信号连接件46、导热柱47、内存插槽48、插槽组49、扩展盒机构50、扩展板51、扩展卡52、扩展盒本体53、卡块54、硬盘盒55、扩展盒把手56、电源机构60、电源壳体61、电源把手62、电池机构70。
具体实施方式
[0029] 为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0030] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0031] 请参阅图1至图7，为本发明一较佳实施方式的一种工控机100，包括箱体机构10、盖板机构20、背板机构30、主板机构40、扩展盒机构50、电源机构60及电池机构70；主板机构40内置于箱体机构10、盖板机构20及背板机构30围设的空间内；主板机构40包括核心板41、及与核心板41平行设置的接口扩展板42；核心板41远离背板机构30的一端设置基本接口组
43，接口扩展板42远离背板机构30的一端设置扩展接口组44；扩展盒机构50、电源机构60及电池机构70均插拔连接箱体机构10远离背板机构30的一端，扩展盒机构50包括扩展板51及连接扩展板51的扩展卡52和硬盘盒55。本工控机100通过核心板41上的基本接口组43、接口扩展板42上的扩展接口组44，从而提供了丰富的IO接口；通过设置扩展板51及扩展卡52，扩展方便、配置灵活；而且，所有接口及扩展设置于同一侧，操作方便。
[0032] 如图1至图3所示，在本实施例中，箱体机构10包括箱体本体11、内存卡盖12及扩展卡盖13；内存卡盖12设置于箱体本体11的一侧，扩展卡盖13设置于箱体本体1远离盖板机构20的一面。可选地，箱体本体11包括
底板(图未标)、连接底板相对两侧的前面板(图未标)与后面板(图未标)、及连接底板相对两侧的侧板(图未标)；前面板可根据不同接口定制。箱体机构10还包括滑道板14、电池卡盖15及拨码开关卡盖16；滑道板14设置于箱体本体11上，电池卡盖15及拨码开关卡盖16均设置于箱体本体11远离盖板机构20的一面。可选地，滑道板
14为四块；各滑道板14与箱体本体11通过定位孔碰焊连接。进一步地，箱体机构10还包括箱体把手17，箱体把手17安装于箱体本体11远离背板机构30的一侧，以便上架安装与抽拉。在一具体实施例中，盖板机构20包括通风盖板21及连接通风盖板21的散热盖板22；通风盖板
21设置于扩展盒机构50上方，利用热空气上浮原理，解决箱体机构10内部热量的聚积；散热盖板22设置于主板机构40上方。可选地，散热盖板22为带鳍片的
铝合金散热板。请一并参阅图4，背板机构30包括背板31及连接背板31的导向销32；背板31连接箱体本体11。背板机构
30还包括第一电源连接器33、第二电源连接器34、第一信号传输器35、及第二信号传输器
36；第一电源连接器33连接背板31与电源机构60；第二电源连接器34连接背板31与电池机构70；第一信号传输器35连接背板31与主板机构40，第二信号传输器36连接背板31与扩展盒机构50，从而实现功能连接。可选地，第一信号信号传输器35与第二信号传输器36均为欧式连接器。
[0033] 请一并参阅图5与图6，核心板41与接口扩展板42采用堆叠的方式能减少PCB板所占面积，充分利用其高度空间。基本接口组43包括M12网口、串口，VGA，DVI，HDMI，USB及天线插座；扩展接口组44包括隔离串口、GP IO、LINE IN、LINE OUT、及Audio。可选地，接口扩展板42可根据实际需求调整接口种类与数量。在一具体实施例中，主板机构40还包括定位柱45及信号连接件46；定位柱45的两端分别连接核心板41与接口扩展板42，核心板41与接口扩展板42通过信号连接件46实现信号连接。可选地，定位柱45为六角
铜螺柱，通过定位柱45定位安装核心板41与接口扩展板42，信号连接件46为排针排母。主板机构40还包括连接核心板41的处理器(图未标)、及连接处理器的导热柱47；导热柱47的另一端连接散热盖板22，以便将处理器的热量排出。可选地，为保证处理器散热性能，处理器与导热柱47、导热柱47与散热盖板22之间采用高性能导热膏及导热垫紧密连接，拆开不易，且拆开后容易损坏导热膏及导热垫，若没有合适的导热膏及导热垫进行更换，会对处理器散热及系统安全带来隐患，因此，盖板机构20应尽量不拆卸，以免影响导热柱47与散热盖板22
接触的紧密性，导致热传导能
力下降。进一步地，处理器采用高性能低功耗的处理器，实现整机无风扇设计，以提高系统安全性。核心板41靠近盖板机构20的的一侧设有内存插槽48，另一侧设有插槽组49；内存卡盖12靠近内存插槽48设置以便更换内存，扩展卡盖13靠近插槽组49设置以便更换扩展卡。可选地，内存插槽48为DDR4扩展插槽；插槽组49为MSATA插槽、Mini PCIE插槽及SIM卡插槽。主板机构40还包括电池(图未标)及拨码开关(图未标)；电池卡盖15用于固定电池，以防电池松动，拨码开关卡盖16对应拨码开关设置以便通过调整拨码开关更换串口模式；从而，所有扩展使用均不需要拆开盖板机构20即可实现，提高了系统的安全性。
[0034] 请一并参阅图7，扩展盒机构50滑设于滑道板14，该扩展盒机构50还包括扩展盒本体53、及卡块54；卡块54的一端连接扩展盒本体53，另一端连接扩展卡52，防止扩展卡52松脱。硬盘盒55从扩展盒本体53的侧面插拔以节约空间。可选地，扩展卡52为PCIE/PCI，硬盘盒55为2.5"，可以满足大多数情况下接口及存储需求；卡块54为
橡胶卡条。进一步地，特殊情况下可以通过更换扩展板51更改硬盘盒55或者扩展卡52的数量。在一具体实施例中，硬盘盒55包括硬盘盒壳体(图未标)、硬盘(图未标)、及连接硬盘盒壳体的缓冲垫(图未标)；硬盘通过螺钉固定于硬盘盒壳体。扩展盒机构50还包括连接扩展盒本体53的扩展盒把手56；扩展盒把手56用于辅助插拔。
[0035] 在一具体实施例中，电源机构60滑设于对应的滑道板14；电源机构60包括电源壳体61、设于电源机构60靠近背板机构30的一端的导向孔(图未标)，及设置于电源机构60另一端的电源把手63。导向孔(图未标)用于与导向销32配合定位，电源把手63用于抽拉电源壳体61。可选地，电源机构60还包括电源输入接口(图未标)、断电报警接口(图未标)、电源开关(图未标)、及电源指示灯(图未标)。进一步地，通过松不脱螺钉固定电源壳体61。电池机构70滑设于对应的滑道板14，用于提供系统断电延时保存；电池机构70靠近背板机构30的一端设有导槽(图未标)，另一端设置电池把手(图未标)。可选地，电池机构70的结构与电源机构60相似，以下不作详细介绍。进一步地，电池机构70可与电源机构60安装
位置互换而不影响整机系统功能，也可取消电池机构70，安装2个电源机构60做冗余电源，配置灵活。导向销32分别连接扩展盒机构50、电源机构60、及电池机构70，从而在插拔过程中精准定位，防止损坏其他部件，提高连接可靠性。第一电源连接器33连接背板31与电源机构60，第二电源连接器34连接背板31与电池机构70，实现功能连接。
[0036] 本工控机100使用维护过程中无需拆开的盖板机构20，整机内部基本无接线，工艺简洁。除USB等调试接口外，其余接口及扩展均带有物理
锁紧功能，通过
螺纹将外设
连接线与接口锁紧，防止连接线脱落，安全系数高。
[0037] 本发明的工控机100通过核心板41上的基本接口组43、接口扩展板42上的扩展接口组44，从而提供了丰富的IO接口；通过设置扩展板51及扩展卡52，扩展方便、配置灵活；而且，所有接口及扩展设置于同一侧，操作方便。本工控机100拆装方便、满足小空间安装需求。
[0038] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0039] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
